烧结烟气脱硫脱硝活性炭的研究进展

活性炭因具有较大的比表面积和孔容,较强的吸附能力,原料成本低,制备方式简单及可重复使用等优点成为目前常用的脱硫脱硝方式之一,在烟气净化领域得到广泛的应用。活性炭的比表面积、表面的孔结构和表面官能团及活性组分对活性炭脱硫脱硝性能有较大影响,适当增加活性炭含氧、氮官能团或表面活性组分有利于活性炭物理吸附和化学吸附能力协同增长。介绍了活性炭脱硫脱硝的原理,综述了脱硫脱硝活性炭的制备和表面改性的研究进展,分析了活性炭原料配比、活性剂种类、改性方式对活性炭脱硫脱硝的影响。明确了优化制备原料及改性方式与活性炭脱硫脱硝反应之间的机制和规律性研究将会成为未来的研究重点。     

高锰酸钾活化法制备甘蔗渣活性炭及从废水中吸附Cr(Ⅵ)试验研究

研究了用高锰酸钾活化法制备的甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR及BET法对炭化前后的甘蔗渣进行表征。结果表明:普通甘蔗渣孔结构较少,表面平整,比表面积为0.874 8 m~2/g;甘蔗渣活性炭表面为多层片状结构,每片上有大量排列整齐的孔隙,比表面积为353.524 8 m~2/g,且官能团数量和种类均有所增加;用甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),适宜条件下,废水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L时,Cr(Ⅵ)去除率达94.1%,最大吸附量为9.407 mg/g;吸附热力学及动力学结果表明,Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

改性煤基活性炭的吸附性能试验研究

采用酸、碱对煤基活性炭进行表面改性,并以自制吸附装置考察室温下改性前后的活性炭对四氯化碳、苯的吸附能力。结果表明:经酸、碱改性的活性炭对四氯化碳的吸附能力都有所提高,但对苯的吸附性能没有明显改善;用浓度为0.676 2mol/L的硝酸溶液12.5mL酸改性活性炭可用于处理含Pb2+废水。     

基于响应曲面法制备钢渣–花生壳基生态活性炭及其吸附性能研究

以钢渣超微粉和花生壳为原料制备钢渣–花生壳基生态活性炭,基于响应曲面法研究微波功率、浸渍比、钢渣掺量和钢渣细度对钢渣–花生壳基生态活性炭对甲醛气体吸附率的影响,并对其进行优化处理.利用X-射线红外光谱仪、场发射扫描电镜、比表面积及孔径测定仪等对钢渣–花生壳基生态活性炭进行表征分析.结果表明：钢渣–花生壳基生态活性炭最优制备参数为微波功率530 W,钢渣细度1160目,钢渣掺量(质量分数)10.8%,浸渍比1.25,其对甲醛气体的吸附率为94.14%.影响钢渣–花生壳基生态活性炭性能的因素次序依次为：微波功率、钢渣掺量、浸渍比、钢渣细度,其中微波功率与浸渍比、微波功率与钢渣掺量、钢渣掺量与钢渣细度均存在显著交互作用.适量钢渣改性活性炭有利于形成规则的孔结构、提高表面酸性官能团含量以及增强表面极性.     

壳聚糖改性活性炭纤维吸附Ni(Ⅱ)及再生试验研究

研究了用壳聚糖改性的活性炭纤维从废水中吸附Ni(Ⅱ),借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征改性前、后及再生后活性炭纤维。结果表明:在25℃、振荡速度150 r/min、模拟废水体积50 mL、Ni(Ⅱ)质量浓度20 mg/L、pH=6、吸附剂用量0.12 g、吸附时间120 min条件下,改性活性炭纤维对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为6.333 mg/g,影响吸附过程的最主要因素为Ni(Ⅱ)质量浓度;吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型;饱和改性活性炭纤维用0.1 mol/L EDTA进行再生处理,循环处理3次后,对Ni(Ⅱ)的吸附去除率仍保持在94%以上;壳聚糖改性后增大了活性炭纤维的比表面积,提供了新的N—H官能团,对Ni(Ⅱ)的吸附性能大大提高。     

HNO3和NaOH改性椰壳活性炭吸附性能研究

为提高活性炭吸附性能,对椰壳活性炭进行HNO₃和NaOH改性,测定改性前后椰壳活性炭碘吸附值,研究表明：HNO₃改性后椰壳活性炭的碘吸附值降低20.81%;NaOH改性后椰壳活性炭的碘吸附值提高4.48%;两种改性方法对椰壳活性炭的总体吸附能力都有所改变,NaOH改性还可增强活性炭表面非极性和疏水性,改变表面化学性质,使NaOH改性的椰壳活性炭吸附能力比HNO₃改性活性炭更强。相关研究成果可为活性炭净化工业烟气NO_x和SO₂提供参考。     

预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响

分别采用水洗、酸洗、酸洗+碱洗等方法对活性炭进行预处理,通过扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附及傅立叶红外光谱(FTIR),研究活性炭组织与结构的变化,并以灰分、亚甲基蓝脱色能力、碘值以及苯酚值分析活性炭吸附性能的变化,对比评价不同预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响。结果表明,水洗对活性炭的结构和吸附性能影响不大;HCl酸洗以及HCl酸洗+NaOH碱洗使活性炭的比表面积增大以及微孔与中孔比例增加,从而改变活性炭的表面性质,提高其吸附性能;经过HNO3酸洗或HNO3酸洗+NaOH碱洗后,活性炭的中孔和大孔比例增加,比表面积略有下降,吸附性能不及HCl酸洗以及HCl酸洗+NaOH碱洗的结果。用HCl酸洗能更好地提高活性炭对小分子物质的吸附能力;NaOH碱洗能增加活性炭对较大分子的吸附。     

活性炭选择性催化还原NOx

采用活性炭作催化剂,NH3为还原剂,进行活性炭脱硝机理的实验研究.分别考察了烟气组分、温度、活性炭的比表面积及不同材质对NOx去除率的影响.结果表明:活性炭作为单纯的吸附剂,其NO吸附容量较小,O2的加入使吸附容量增大,NH3与O2同时存在则可达到最佳去除效果,H2O的存在不利于活性炭的催化作用;温度在200℃时,活性炭催化活性达到低谷;煤质活性炭催化效果优于木质;在一定范围内,比表面积的增大有利于催化活性的提高.利用SEM对所用不同样品进行扫描,进一步分析活性炭表面结构对吸附催化效果的影响.     

磷石膏基有机吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附试验研究

研究了用聚丙烯酸(PAA)改性磷石膏(PG)制备新型复合吸附剂PG/PAA,并用于吸附去除废水中的Pb(Ⅱ)。利用SEM、BET、FT-IR表征了PG/PAA的结构和性能。结果表明：改性后磷石膏基吸附剂表面形貌由光滑变得粗糙，比表面积和孔容减小，官能团也有所改变；在溶液pH=5.0、PG/PAA用量1 g/L、初始Pb(Ⅱ)质量浓度50 mg/L、吸附时间30 min条件下，PG/PAA对Pb(Ⅱ)的吸附量达49.34 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附过程自发放热；PG/PAA吸附Pb(Ⅱ)的机制包括螯合、配位作用和离子交换。     

烟气脱硫活性炭改性方法研究进展

干法脱硫应用较广的吸附剂是活性炭,活性炭具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,对烟气中SO_2有较强的物理吸附能力,但仅靠物理吸附脱硫无法达到环保要求,为了得到更好的吸附效果,就需对活性炭进行改性处理。首先介绍了活性炭的结构特征和脱硫原理,然后对微波辐照法、高温热处理法、氧化法、还原法和负载金属氧化物法改性活性炭的特点、原理及研究现状进行了介绍。随着对烟气脱硫活性炭改性的深入研究,活性炭用于干法烟气脱硫会有非常广阔的发展前景。     

热改性对柱状活性炭脱硫能力的影响

在N2保护下采用不同温度对柱状活性炭进行热改性,得到了5种改性活性炭(AC-1～AC-5),将改性前后的活性炭(AC)分别置于含有SO2且有水蒸气和氧气存在的条件下进行脱硫试验,利用气体吸附仪和扫描电镜对改性前后活性炭表面的物理性质进行了表征.试验结果表明,当改性温度为700～900℃时,改性后活性炭的脱硫能力随着改性...     

Sintering flue gas desulfurization with different carbon materials modified by microwave irradiation

Modification of metallurgical coke, biomass char and semi-coke was carried out using a microwave device with power of 450–850 W and irradiation time of 6–12 min. The desulfurization rates of three carbon materials before and after modification were tested. The effects of microwave power and irradiation time on the pore texture and surface chemical characteristics of the three carbon materials were examined by SEM, BET and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results showed that the specific surface area, total pore volume and pore diameter of biomass char and semi-coke after irradiation decreased slightly. Noteworthily, the pore diameter turned small and the acidic functional groups on their surface decomposed, thereby the basicity of carbon surface increased by microwave modification. The optimal promotion of desulfurization rate of three carbon materials was semi-coke irradiated at 850 W for 9 min and the sulfur dioxide adsorption rate was up to 45%.     

HNO3和γ-Fe2O3改性椰壳活性炭吸附性能研究

为了提高活性炭的吸附性能,对市售椰壳活性炭进行硝酸改性和负载γ-Fe2O3催化剂改性。对改性前后的椰壳活性炭分别进行了碘值吸附和亚甲基蓝吸附实验,结果表明:硝酸改性和负载γ-Fe2O3催化剂改性后椰壳活性炭的碘吸附值分别提高了16.1%和39.3%;硝酸改性后椰壳活性炭的亚甲基蓝吸附值提高了10.7%,负载γ-Fe2O3催化剂改性椰壳活性炭的亚甲基蓝吸附值降低了3.5%。两种改性方法对椰壳活性炭的总体吸附能力都有所增强,其中负载γ-Fe2O3催化剂改性椰壳活性炭总体吸附能力强于硝酸改性椰壳活性炭。本研究结果可为活性炭治理钢铁企业烧结烟气中的SO2和NOx提供借鉴。     

Glycine functionalized activated carbon derived from navel orange peel for enhancement recovery of Gd(Ⅲ)

Glycine functionalized activated carbon adsorption material (NOPAC-GLY-X) was successfully prepared by one-step thermal decomposition using agricultural waste navel orange peel as a precursor. Through batch adsorption experiments, it is found that the adsorption performance of Gd(III) on activated carbon can be significantly enhanced by glycine modification. The adsorption isotherms of the NOPACs conform to the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacity of the activated carbon sample NOPAC-Gly-60 is approximately 48.5 mg/g. The Gd(III) adsorption capacity of navel orange peel activated carbon can be doubled after glycine modification, and the adsorption efficiency of gadolinium can reach 99% at pH = 7. The physicochemical properties of the prepared adsorbents were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (EA), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characterization test shows that the specific surface area of the sample increases from 1121 to 1523 m²/g, and the ratio of (N + O)/C increases from 10.8% to 30.0% by the glycine modification. After five cycles of adsorption–desorption, the adsorption capacity can still be maintained at 88% of the initial capacity. NOPAC-GLY-60 has excellent adsorption selectivity for Gd(III). With the obvious advantages of simple synthesis steps and low cost, the activated carbon modification method adopted in this study has great application value in the field of rare earth adsorption and recovery.     

碳在氯铂酸水溶液中吸附行为的研究

分别对碳进行硝酸、空气氧化及惰性气氛下高温处理。采用BET法和红外光谱法测试了3种方法处理的碳的孔隙结构和表面化学性质。经空气氧化和惰性气氛下高温处理后碳材料的孔隙结构变化较大，而经硝酸溶液处理碳材料孔隙结构变化较小；FTIR谱图研究表明，硝酸处理和空气氧化后碳表面官能团较其处理前的多，惰性气氛下高温处理可使部分官能团分解。研究了氯铂酸水溶液在各种碳上的等温吸附情况，并利用Langmuir吸附模型模拟了等温吸附线。结果表明：经硝酸处理后的碳上的氯铂酸溶液吸附量显著增加，在惰性气氛下热处理后的碳上其吸附量降低。     

Adsorption of Methylene Blue and Phenol by Wood Waste Derived Activated Carbon

The phosphoric acid activated carbon (PAC) was derived from waste wooden pallets by a two-step chemical activation technique, carbonization and phosphoric acid activation in sequence. A widely used commercial activated carbon, Calgon Filtrasorb 400 (F400), was studied in parallel for comparison. The physical properties and surface chemistry of the activated carbons were characterized using BET-N2 adsorption, elemental analysis, Boehm’s titration, Fourier transform infrared spectroscopy, and x-ray photoelectron spectroscopy. PAC possessed physical properties (surface area and pore volume) that were comparable to those of F400, but displayed distinct surface chemistry in terms of pHPZC, surface acidity and basicity, and surface functional groups. Batch studies were conducted to evaluate the methylene blue (MB) and phenol adsorption capacity of PAC and F400 and their dependence on pH, contact time, and initial adsorbate concentration. Experimental results showed that the solution pH slightly influenced the adsorption of MB and phenol on F400, whereas it had no effect on their adsorption on PAC. Equilibrium adsorption data were fitted with an Langmuir isotherm equation. In comparison with F400, PAC showed a higher adsorption capacity for MB but lower for phenol. Given the comparable physical properties of PAC and F400 and the polar nature of MB and phenol, surface chemistry of the two carbons appeared to determine the adsorption mechanism and capacity. The strongly negative surface of PAC, due to phosphoric acid activation, facilitated the adsorption of positively charged MB, whereas the presence of oxygen-containing functional groups on PAC inhibited phenol adsorption.     

纤维素在炭化和活化过程中的结构变化

以纤维素为原料,通过在氮气氛下炭化和水蒸气活化得到纤维素基炭。采用热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射及低温N₂吸附测试手段研究了纤维素的炭化和活化过程以及过程中炭微晶结构和比表面积的变化。纤维素分子结构中的C-OH、C-O-C、C-H等基团在280~380℃之间大量分解,380℃后少量裂解产生的小分子碎片或基团持续分解,同时碳元素发生结构重排,形成石墨微晶。炭化温度是影响纤维素基活性炭微晶结构及孔结构的关键因素,随炭化温度的升高,石墨微晶尺寸变大,孔结构得到发育,但活性炭的比表面积则呈先增加后下降趋势,当炭化温度为600℃时所得活性炭比表面积最大;炭化时间对炭微晶结构及比表面积的影响不显著;随着活化时间的延长,先是炭结构中的非微晶碳被氧化,比表面积及总孔容积变大,然后微晶碳被氧化,微晶结构被破坏,炭中部分微孔变成中孔或大孔,导致比表面积及总孔容积变小,当微晶间的非微晶碳被充分氧化而又不破坏原微晶结构时得到的炭孔隙最丰富。      

改性兰炭烟气SO2吸附材料的制备及其再生性能

利用活性炭（焦）等吸附剂将烟气中的污染物分离出来是一种有效的烟气治理与资源化方式。兰炭作为一种廉价半焦碳素材料,是一种有潜力代替现有商用活性焦的多孔材料。本文采用陕西兰炭作为研究对象,研究炭化时间、炭化温度、黏结剂添加量等改性工艺对所制备的吸附剂性能的影响,考察了微观形貌变化,利用X射线光电子能谱（XPS）探究在吸附解吸过程中的表面官能团的变化。结果表明,炭化温度对耐磨强度、耐压强度指标影响显著,炭化时间对饱和脱硫值和穿透脱硫值影响显著;在煤焦油添加比例50%,700 ℃炭化20 min,900 ℃活化60 min条件下制得改性兰炭参数为:耐磨强度95.81%,抗压强度536.1 N·cm?1,每克兰炭饱和脱硫值45.71 mg,每克兰炭穿透脱硫值23.45 mg;经历多次吸脱附过程第一次失活时,表面被大面积刻蚀,孔隙与小颗粒增多。兰炭吸附剂失活后可以通过二次活化的方式提高其吸附性能,但衰减速度比新改性兰炭要快。二次失活后,在酸蚀刻、水蒸气扩孔等共同作用下致使骨架结构过度烧蚀而坍塌;改性兰炭表面含氧基团的量和构成比例会影响吸附性能。含氧与含碳基团的比值与吸附性能相对应,含氧基团比例越高,吸附性能越差。二次活化再生改变了各含氧基团所占比例,令C=O显著下降,O?C=O显著增加,C?O变化不大。O?C=O官能团尽管含氧,但可能对吸附抑制作用不显著。本研究将为工业烟气治理提供一种新型吸附剂的制备方法,同时也为兰炭表面改性以及二氧化硫吸附解吸机制的研究提供参考。      

动力用劣质煤燃烧特性研究（上）

用热重分析法采用不同升温速率研究了六种煤样的ＴＧ，ＤＴＧ，ＤＴＡ及Ｔ曲线，用基辛格法计算得到不同煤燃烧反应的活化能，该值的大小与挥发分及灰分含量的比值的变化趋势基本相同。研究了同生矿物和后生矿物对煤着火和燃烧的不同影响。同时发现在用比表面分析得到的吸附等温曲线及比表面积、平均孔径和体积等数据与热重分析、矿物质分析数据间可建立合理的关联。提出评价煤燃烧反应特性应综合考虑燃烧反应前提条件－氧气与碳充分